Ветер 60 узлов сколько метров в секунду
Обновлено: 02.07.2024
Шкала Бофорта - условная шкала для визуальной оценки силы (скорости) ветра в баллах по его действию на наземные предметы или по волнению на море. Была разработана английским адмиралом Ф. Бофортом в 1806 году и сначала применялась только им самим. В 1874 году Постоянный комитет Первого метеорологического конгресса принял шкалу Бофорта для использования в международной синоптической практике. В последующие годы шкала менялась и уточнялась. Шкалой Бофорта широко пользуются в морской навигации.
Сила ветра у земной поверхности по шкале Бофорта
(на стандартной высоте 10 м над открытой ровной поверхностью)
Метр в секунду в километр в час
Онлайн конвертер для преобразования единиц скорости, метр в секунду м/с в километр в час км/ч, калькулятор имеет историю вычислений и напишет число прописью, округлит результат до нужного значения.
1 метр в секунду = 3.6 километра в час.
Метр в секунду (обозначение: м/с, m/s) — единица измерения скорости в системе СИ. Объект, движущийся со скоростью 1 м/с, преодолевает за секунду один метр.
Как перевести метры в секунду в километры в час:
Нужно 1 м/с разделить на 1000 (количество метров в километре) и умножить на 3600 (количество секунд в часе) получаем 3.6 километра в час;
Как перевести километры в час в метры в секунду:
Нужно 1 км/ч умножить на 1000 (переведя км в м) и разделить на 3600 (переведя часы в секунды) получаем 0.278 метра в секунду.
Зачастую используется для перевода скорости ветра, из метров в секунду в другие единицы измерения скорости.
Пример работы калькулятора:
2 метра в секунду = 7.2 километра в час
3 метра в секунду = 10.8 километра в час
4 метра в секунду = 14.4 километра в час
5 метров в секунду = 18 километров в час
6 метров в секунду = 21.6 километра в час
7 метров в секунду = 25.2 километра в час
8 метров в секунду = 28.8 километра в час
9 метров в секунду = 32.4 километра в час
10 метров в секунду = 36 километров в час
12 метров в секунду = 43.2 километра в час
13 метров в секунду = 46.8 километра в час
15 метров в секунду = 54 километра в час
17 метров в секунду = 61.2 километра в час
18 метров в секунду = 64.8 километра в час
20 метров в секунду = 72 километра в час
22 метра в секунду = 79.2 километра в час
23 метра в секунду = 82.8 километра в час
25 метров в секунду = 90 километров в час
30 метров в секунду = 108 километров в час
40 метров в секунду = 144 километра в час
48 метров в секунду = 172.8 километра в час
50 метров в секунду = 180 километров в час
60 метров в секунду = 216 километров в час
100 метров в секунду = 360 километров в час
150 метров в секунду = 540 километров в час
200 метров в секунду = 720 километров в час
Волны и ветер. Статистическое прогнозирование высоты волны
Прогнозирование высоты волны в зависимости от силы ветра.
Калькулятор для прогноза высоты волны. Вычисляет высоту значительных волн, то есть дает статистический прогноз. Для интересующихся, некоторые рассуждения и формулы приведены под калькулятором.
Волны и ветер. Статистическое прогнозирование высоты волны
В статье Волны и ветер. Расчет характеристик волны я рассмотрел как по периоду волны можно попытаться оценить ее скорость. И там же я упомянул про понятие полностью сформированная волна (fully developed sea) — т. е. волна, достигнувшая максимальных характеристик при данном ветре. Такая волна находится в состоянии равновесия по энергии - сколько сообщается энергии ветром, столько и тратится.
Надо помнить, что не каждая волна достигает такого состояния, так как требуется, чтобы ветер постоянно дул над всей поверхностью, которую проходит волна в течении некоторого времени. И чем сильнее ветер, тем больше времени и больше расстояния требуется для формирования такой волны. Но зато уж если она сформировалась, ее фазовая скорость догонит скорость ветра.
Самое время рассказать про прогнозирование высоты волны в зависимости от скорости ветра. Задача, в общем, не праздная, а нужная при проектировании, например, морских и береговых сооружений. Несмотря на это, в интернете я довольно долго не мог найти информацию по вычислению высоты волны в зависимости от силы ветра. Наконец, на одном англоязычном форуме я нашел запись, типа, а если вы хотите формулы, то смотрите в «Shore Protection Manual». Мануал этот, написанный Coastal Engineering Research Center (US Army Corps of Engineers), и в самом деле замечательная книга. Но вышла в 1984 году, поэтому хотелось чего-то поновее. Зато стало понятно, где искать, и действительно, скоро удалось найти «Coastal Engineering Manual», выпущенный тем же US Army Corps of Engineers, но зато редакцию 2008 года. Книга эта, которая заменила «Shore Protection Manual» (что в ней упоминается), тоже весьма интересная, так что всем рекомендую. Собственно, информация, в том числе формулы, упомянутые ниже, взяты оттуда.
Статистическое прогнозирование волн
Разработка теории волн началась довольно давно, еще в конце девятнадцатого века. Но до второй мировой войны, направленного изучения и разработки моделей, позволяющих предсказать поведение волн, не было. Во время войны и после была набрана база наблюдений, которая позволила начать разработку эмпирических моделей.
Основным постулатом метода эмпирического прогноза является утверждение, что отношения между безразмерными параметрами волны подчиняются универсальным законам (ну и все модели, в общем-то, пытаются подобрать коэффициенты для связей между параметрами таким образом, чтобы они достаточно близко соответствовали параметрам, полученным в результате реальных наблюдений).
Основным из этих законов является закон ограниченного роста. В русском названии я не уверен, так как информации на русском я не нашел, поэтому перевожу, как мне кажется. В оригинале это fetch-growth law. Закон утверждает, что при постоянной скорости и направлении ветра над фиксированным расстоянием (fetch), можно ожидать, что волны достигнут стационарного состояния, зависящего от длины разгона (fetch-limited state of development). В такой ситуации, высота волны будет оставаться постоянной (в статистическом смысле) с течением времени, но будет меняться вдоль разгона.
Разгон — термин, использующийся в русскоязычной литературе. Под разгоном ветра понимается длина водного пространства, на котором ветер постоянного направления воздействует на поверхность моря. Это термин я случайно нашел в третьей главе книги К. П. Васильева «Что должен знать судоводитель о картах погоды и состояния моря», здесь. Книга, правда, 1980-го года издания, поэтому формулы из нее не брал.
Казалось бы, с увеличением времени и длины разгона ветра определенной скорости волна может расти бесконечно, но на практике этого не происходит.
В 1950-х исследователи пришли к выводу, что образование волн лучше описывать через волновой спектр (распределение энергии волн в зависимости от частоты) и передачу энергии от ветра к волне (про это немного есть в первой статье). И, как уже было упомянуто выше, волна перестает расти, достигнув некоторого стабильного состояния, баланса по энергии, и становится полностью сформированной волной (fully developed sea).
Было выведено эмпирическое соотношение для высоты полностью сформированной волны, которое может служить как верхняя граница оценки высоты волны для любой скорости ветра.
где, — высота полностью сформированной волны
— безразмерный коэффициент, приблизительно равный 0.27
— скорость ветра
— ускорение свободного падения.
Дальше все только усложнялось. Был собран большой массив измерений, в частности в ходе проекта по исследованию Северной Атлантики JONSWAP (Joint North Sea Wave Project). На смену моделям прогнозирования волн первого поколения пришли модели второго поколения, использующие энергетический спектр. В начале 1980-х появились модели волн третьего поколения (3G). Собственно, до моделей четвертого поколения дело еще не дошло, а наиболее часто используемой моделью третьего поколения является модель WAM (Hasselmann, S., et al., WAMDI Group, The WAM model ‐ A third generation ocean wave prediction model, J. Phys. Oceanogr., 18, 1775–1810, 1988.)
Конечно, недостатки еще есть, например, эти модели не позволяют прогнозировать волны в условиях быстро меняющегося ветра, но считается, что модели третьего поколения в общем дают достаточно хорошие прогнозы для широкого диапазона метеорологических ситуаций, и рекомендуются к использованию для оценки поведения волн при проектировании и планировании, при этом, где возможно, полученные данные надо сверять с данными реальных измерений.
В докомпьютерную эпоху для прогноза высоты волн в достаточно простых ситуациях, например, для предварительной оценки или для небольших проектов, можно было использовать построенные по модели номограммы, которые были приведены, например, в том же Shore Protection Manual 1984 года. Это чтобы инженеры не считали, а использовали карандаш и линейку. Сейчас используется специализированное программное обеспечение, но авторы Coastal Engineering Manual любезно привели все уравнения, которые мы и посмотрим далее.
Возможны три ситуации, когда упрощенный прогноз будет давать достаточно точную оценку.
- Ветер дует в постоянном направлении над некоторым расстоянием и не ограничен временем (времени достаточно) — тогда рост волны определяется и ограничивается длиной разгона (fetch-limited).
- Ветер возрастает очень быстро в течении короткого периода времени и не ограничен расстоянием (расстояния достаточно) — тогда рост волны определяется и ограничивается прошедшим временем (duration-limited). В природе такое встречается очень редко.
- Ветер дует в постоянном направлении над достаточным расстоянием и в течении достаточного времени, чтобы волна в данных условиях полностью сформировалась (fully developed wave). Отметим, что даже в открытом океане волны редко достигают предельных значений при скоростях ветра более 50 узлов.
Эмпирически были получены следующие зависимости для случая, когда рост волн ограничен длиной разгона.
Время, которое потребуется волнам под действием ветра со скоростью на расстоянии чтобы достигнуть максимально возможного для данного расстояния значения высоты:
Связь между значимой высотой волны и расстоянием :
Связь между периодом волны и расстоянием :
Коэффициент аэродинамического сопротивления:
Для полностью сформированной волны:
Также полезен переход от продолжительности действия ветра к длине разгона (т. е. воздействие ветра в течении некоторого времени можно заменить воздействием ветра на некотором расстоянии)
где
- скорость ветра на высоте 10 метров
- скорость трения.
Таким образом, если известно и продолжительность действия и длина разгона ветра, то надо выбрать наиболее ограничивающее значение. В случае, если высоту генерации волны ограничивает время, надо заменить его на эквивалентное расстояние и рассчитывать высоту волны по нему.
Для случая мелкой воды уравнения продолжают оставаться верными за исключением дополнительного ограничения, согласно которому период волны не может превышать следующего соотношения:
,
где d — глубина.
Тогда порядок прогнозирования высоты волны для мелкой воды такой:
- Оценить период волны для заданного расстояния и скорости ветра, используя обычные формулы.
- В случае мелкой воды проверить выполнение условия по периоду и глубине. При превышении взять граничное значение.
- В случае работы с граничным значением периода волны найти расстояние, соответствующее генерации волн с таким периодом.
- Рассчитать высоту в соответствии со значением расстояния.
- Если высота волны превышает 0.6 значения глубины, ограничить высоту 0.6 глубины.
Ну и напоследок, пара важных замечаний.
Данные эмпирические формулы выведены для относительно нормальных метеорологических условий, и не применимы для оценки высоты волны в случае урагана, например. Номограммы, приведенные в справочнике, построены для скоростей ветра не выше 37.5 м/с. Для сравнения, скорость ветра 33–42 м/с - ураган первой категории по шкале Саффира-Симпсона.
Таким образом, получив оценку высоты значительных волн для заданных условий, надо осознавать, что большинство волн (где-то 2/3) будут ниже этой высоты, НО могут встретиться и волны, которые выше этой высоты. Считается, что статистическое распределение волн по высоте хорошо аппроксимируется распределением Релея, таким образом, если предположить, что наша оценка высоты 10 метров, то можно ожидать что 1 из 10 волн будет больше чем 10.7 метров, 1 из 100 волн будет больше чем 15.1 метров, 1 из 1000 волн будет больше 18.6 метров. Подробнее.
В реальности, в связи с постоянно меняющимися условиями, такое, почти двукратное превышение, конечно, редкость, но иногда бывает — смотри Волны-убийцы.
Скорость ветра по шкале Бофорта
Преобразует скорость ветра из стандартных единиц измерения в баллы по шкале Бофорта.
Шкала Бофорта была придумана в 1805 году английским адмиралом и гидрографом сэром Фрэнсисом Бофортом. Шкала описывает скорость ветра на основе наблюдаемых условий на море.
Скорость ветра по шкале Бофорта можно перевести в метры в секунду используя эмпирическую формулу:
где v — скорость ветра в м/с, а B — балл по шкале Бофорта.
Следующий онлайн калькулятор покажет балл по шкале Бофорта для указанной скорости ветра.
Скорость ветра
Файл очень большой, при загрузке и создании может наблюдаться торможение браузера.
Балл по шкале Бофорта 0 - Штиль
Балл по шкале Бофорта 0 — Штиль
скорость ветра <1 узлов (<0.3 м/с)
высота волны: нет волн
на море: Море гладкое, как зеркало.
на суше: Дым поднимается строго вверх.
Балл по шкале Бофорта 1 - Тихий ветер
Балл по шкале Бофорта 1 — Тихий ветер
скорость ветра 1–2 узлов (0.3–1.5 м/с)
высота волны: 10 см
на море: Рябь без гребешков.
на суше: Направление ветра заметно только по отклонению дыма.
Балл по шкале Бофорта 2 - Легкий бриз
Балл по шкале Бофорта 2 — Легкий бриз
скорость ветра 3–6 узлов (1.5–3.3 м/с)
высота волны: 20 см
на море: Небольшая рябь с гребешками. Гладкие гребни не разбиваются.
на суше: Ветер чуствуется открытой кожей. Шелест листьев.
Балл по шкале Бофорта 3 - Слабый бриз
Балл по шкале Бофорта 3 — Слабый бриз
скорость ветра 7–10 узлов (3.3-5.5 м/с)
высота волны: 60 см
на море: Сильная рябь. Гребни начинают разбиваться. Кое-где появляются пенные гребешки.
на суше: Листья и маленькие ветви деревьев находятся в постоянном движении.
Балл по шкале Бофорта 4 - Умеренный бриз
Балл по шкале Бофорта 4 — Умеренный бриз
скорость ветра 11-15 узлов (5.5-8.0 м/с)
высота волны: 1 м
на море: Небольшие волны становятся длинее, образуются многочисленные пенные гребешки.
на суше: В воздух поднимается пыль и брошенная бумага. Ветви деревьев приходят в движение.
Балл по шкале Бофорта 5 - Свежий бриз
Балл по шкале Бофорта 5 — Свежий бриз
скорость ветра 16–20 узлов (8.0–10.8 м/с)
высота волны: 2 м
на море: Средней величины волны приобретают более ощутимую длинныую форму. Многочисленные пенные гребни, от которых время от времени летят брызги.
на суше: Ветви среднего размера приходят в движение. Небольшие деревья начинают качаться.
Балл по шкале Бофорта 6 - Сильный бриз
Балл по шкале Бофорта 6 — Сильный бриз
скорость ветра 21–26 узлов (10.8–13.9 м/с)
высота волны: 3 м
на море: Пенные гребни повсюду, начинают образовываться очень большие волны. Летят брызги.
на суше: Большие деревьев ветви двигаются. Слышен свист в проводах. Становится трудно пользоваться зонтиком.
Балл по шкале Бофорта 7 - Крепкий ветер
Балл по шкале Бофорта 7 — Крепкий ветер
скорость ветра 27-33 узлов (13.9–17.2 м/с)
высота волны: 4 м
на море: В воздух летят пенные брызги. Ветер образует из гребешков пены на поверхности воды длинные белые полосы.
на суше: Все деревья качаются. Сложно идти против ветра. Можно ощутить покачивание небоскребов, особенно на верхних этажах.
Балл по шкале Бофорта 8 - Очень крепкий ветер
Балл по шкале Бофорта 8 — Очень крепкий ветер
скорость ветра 34–40 узлов (17.2–20.7 м/с)
высота волны: 5.5 м
на море: Высокие волны возрастающей длины. Края гребней волн начинают разбиваться в водяную пыль. Пена выстраивается в четко обозначенные линии вдоль направления ветра.
на суше: Ветки обрывает с деревьев. Ветер отклоняет направление движения автомобилей на дороге.
Балл по шкале Бофорта 9 - Шторм
Балл по шкале Бофорта 9 — Шторм
скорость ветра 41–47 узлов (20.7–24.5 м/с)
высота волны: 7 м
на море: Высокие волны с плотной пеной. Гребни волн закручиваются. Из-за брызг может быть плохо видно.
на суше: Большие ветви срывает с деревьев, маленькие дервья могут быть вырваны с корнем. Повреждаются тенты, купола цирков.
Балл по шкале Бофорта 10 - Сильный шторм
Балл по шкале Бофорта 10 — Сильный шторм
скорость ветра 48–55 узлов (24.5–28.4 м/с)
высота волны: 9 м
на море: Очень высокие волны. Большие лоскуты пены с гребней волн раскрашивают море в белый цвет. Удары волн могут наносить серьезные повреждения. Большое количество водяных брызг заполняет воздух и затрудняет видимость.
на суше: Деревья повалены или вырваны с корнем. Плохо прикрепленную черепицу или черепицу в плохом состоянии срывает с крыш.
Балл по шкале Бофорта 11 - Жестокий шторм
Балл по шкале Бофорта 11 — Жестокий шторм
скорость ветра 56–63 узлов (28.4–32.6 м/с)
высота волны: 11.5 м
на море: Исключительно высокие волны. Очень большие лоскуты пены летят по ветру, покрывая большую часть поверхности моря. Огромное количество брызг существенно затрудняет видимость.
на суше: Повсеместное повреждение растительности. Большие повреждения почти всех крыш. Треснутые или погнутые из-за старения черепичные плитки полностью разрушаются.
Балл по шкале Бофорта 12 - Ураган
Балл по шкале Бофорта 12 — Ураган
скорость ветра ≥64 узлов (≥32.6 м/с)
высота волны: ≥46футов (≥14 m)
на море: Громадные волны. Море полностью белое от волн и брызг. Воздух наполнен летящими брызгами, почти полностью затрудняющими видимость.
на суше: Ощутимые повсеместные повреждения растительности. Вокруг разбросаны обломки. Некоторые окна разбиты, структурные повреждения плохо построенных сараев и подсобных помещений.
Читайте также: